褚 峰

（西安工程大學(xué)城市規(guī)劃與市政工程學(xué)院 陜西 西安 710048）

在以往的土力學(xué)教學(xué)模式下，學(xué)生主要從課堂上掌握專業(yè)理論知識，但專業(yè)知識如何應(yīng)用，是教師及學(xué)生面臨的首要問題。本文在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，對土力學(xué)課程校外課堂的設(shè)置進行了初步探索，可為土力學(xué)的教學(xué)方式和方法提供有益的借鑒。

一、土力學(xué)課程簡介

土力學(xué)是一門土木工程、水利工程、公路工程等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。在面向21世紀(jì)的課程體系里，土力學(xué)課程被列為國家工科力學(xué)基地建設(shè)的重點課程之一。土力學(xué)課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容有土的物理性質(zhì)及工程分類、土的滲透性及滲流、土中應(yīng)力計算、土的壓縮性與地基沉降計算、土的抗剪強度及土壓力理論、土坡穩(wěn)定分析等。土力學(xué)課程的學(xué)習(xí)主要分為兩個部分：一是理論教學(xué)，二是試驗操作。理論教學(xué)部分以講解基本假設(shè)和基本概念為主，在基本原理和方法的選用上盡量結(jié)合一定的工程背景，注重貫徹現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并兼顧反映國內(nèi)外的先進技術(shù)水平。[1-3]試驗操作部分涵蓋土的物理性質(zhì)指標(biāo)、土的滲透性指標(biāo)、土的壓縮性、土的抗剪強度等四個必做試驗及三軸剪切一個選做演示試驗。試驗操作主要鍛煉學(xué)生的動手能力，鞏固課堂教學(xué)所學(xué)的理論知識，做到理論與實踐相結(jié)合，從而更好地理解、掌握所學(xué)內(nèi)容。

二、土力學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法簡述

土力學(xué)這門課程涉及的學(xué)科領(lǐng)域多，內(nèi)容廣泛，綜合性、理論性和實踐性都很強，學(xué)生學(xué)習(xí)時應(yīng)突出重點、顧及全面，土力學(xué)學(xué)習(xí)方法簡要概述為以下四個方面：

1.理解掌握基本理論

著重搞清楚基本概念、基本理論，掌握基本計算方法，同時還應(yīng)注意這些概念及理論的基本假設(shè)和使用條件?；靖拍?、基本理論是分析、計算的前提，概念、理論的掌握要重在理解，把握實質(zhì)；基本計算方法多是一些通用的、易于掌握的方法，應(yīng)充分理解、熟練掌握。由于土力學(xué)問題十分復(fù)雜，其中的許多計算理論和公式是在某些假設(shè)和簡化前提下建立的，如土中有效應(yīng)力計算、土的壓縮變形與地基基礎(chǔ)固結(jié)沉降計算方法、土的抗剪強度、土壓力計算及土坡穩(wěn)定性分析等；因此，在學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)了解這些理論難以模擬、概括土各種力學(xué)性狀全貌的不完善之處，注意這些理論在工程實際使用中的適用條件，全面掌握這些基本理論和方法，學(xué)會將其應(yīng)用到工程實際中，并通過實際工程中經(jīng)驗的積累，對其進行驗證、完善和發(fā)展。

2.注意各理論之間的聯(lián)系

把握各理論之間的相互聯(lián)系，明晰學(xué)習(xí)思路。盡管土力學(xué)內(nèi)容非常廣泛，但教材各個章節(jié)都是從不同的角度闡述土的應(yīng)力、變形、滲流及穩(wěn)定問題，抓住這一線索，找出各個章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，做到融會貫通，使紛雜的土力學(xué)知識變得相對體系化。

3.掌握土工測試技術(shù)

重視理論和計算的同時，還應(yīng)注意掌握土力學(xué)指標(biāo)和參數(shù)的相關(guān)試驗技術(shù)。解決巖土工程問題的關(guān)鍵步驟之一是土的計算指標(biāo)和參數(shù)的確定。在進行地基強度和變形計算時，必須先研究土的應(yīng)力、強度和變形性質(zhì)，研究土體在各種應(yīng)力狀態(tài)下的破壞形態(tài)和變形規(guī)律。土力學(xué)是將土作為建筑物的地基、材料或介質(zhì)來研究的一門學(xué)科，是研究土的物理力學(xué)性質(zhì)及土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下工程性狀的應(yīng)用科學(xué)。土力學(xué)試驗是土力學(xué)課程的基本內(nèi)容之一。土力學(xué)試驗的任務(wù)是對土的工程性質(zhì)進行測試，以獲得土的物理性質(zhì)指標(biāo)（如密度、含水量、土顆粒相對密度等）和力學(xué)性指標(biāo)（如壓縮模量、抗剪強度指標(biāo)等），從而為工程設(shè)計和施工提供可靠的參數(shù)。土力學(xué)試驗是正確評價工程地質(zhì)條件不可缺少的前提和依據(jù)。在整個土力學(xué)課程教學(xué)過程中，土力學(xué)試驗、理論計算及現(xiàn)場施工檢驗是相輔相成的三個環(huán)節(jié)。[4]從土力學(xué)的發(fā)展過程來看，可以說土力學(xué)是土的試驗力學(xué)。[5-7]

三、土力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，土力學(xué)課程開設(shè)在大學(xué)本科二年級下半學(xué)期，為必修考試課，共計56個教學(xué)學(xué)時，周學(xué)時為4個學(xué)時，其中理論教學(xué)48個學(xué)時，試驗教學(xué)8個學(xué)時，共計3.5個學(xué)分。由于這門課與工程實際聯(lián)系非常緊密，涉及的公式及各種表達(dá)式中絕大部分屬于經(jīng)驗公式，并非經(jīng)過理論推導(dǎo)得到，導(dǎo)致學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中比較吃力；加之專業(yè)認(rèn)知實踐被學(xué)校安排在大學(xué)二年級結(jié)束后的暑假，在學(xué)習(xí)土力學(xué)課程時學(xué)生還沒有去過工程施工現(xiàn)場，在課堂上講解的現(xiàn)場相關(guān)地基基礎(chǔ)施工方法及施工機械學(xué)生都沒有見過，課堂氣氛不活躍，相當(dāng)一部分學(xué)生對這門極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課提不起興趣。期末復(fù)習(xí)時，一些經(jīng)過推導(dǎo)的理論公式學(xué)生也基本靠死記硬背，對課堂上所學(xué)的理論知識并沒有完全理解掌握，導(dǎo)致這門課掛科率一直比較高，這對以后學(xué)生進入工地現(xiàn)場從事技術(shù)管理工作極為不利。同時，部分學(xué)生打算報考巖土工程專業(yè)碩士研究生，繼續(xù)深造，許多開設(shè)巖土工程研究生專業(yè)的高?？佳械膶I(yè)課就是土力學(xué)與基礎(chǔ)工程，后期的研究生復(fù)試中，專家也會著重問一些與實際工程相關(guān)的土力學(xué)及地基處理問題，學(xué)生回答多數(shù)不太理想，導(dǎo)致復(fù)試分?jǐn)?shù)較低而被淘汰出局。筆者作為碩士研究生導(dǎo)師參與多次復(fù)試及面試工作，對此深有體會。

四、設(shè)置土力學(xué)課程校外課堂的必要性

西安工程大學(xué)以紡織工程專業(yè)為特色，土木工程屬于新開設(shè)的專業(yè)，一些專業(yè)基礎(chǔ)課安排課時較少；因此，學(xué)生在有限的課時中要充分掌握土力學(xué)課程所學(xué)內(nèi)容，存在一些困難。如何在土力學(xué)課程教學(xué)結(jié)束后讓學(xué)生掌握、理解絕大部分所學(xué)內(nèi)容，已成為土力學(xué)教學(xué)中亟待突破的一個瓶頸。

設(shè)置土力學(xué)課程校外課堂是筆者從事高校土力學(xué)教學(xué)若干年以來的一次有益探索。校外課堂即是在總學(xué)時保持不變的前提下，適當(dāng)縮短一部分理論教學(xué)學(xué)時，增加一部分校外課堂教學(xué)學(xué)時。校外課堂的學(xué)習(xí)可使學(xué)生對于土力學(xué)課程中一些難以理解的經(jīng)驗公式充分掌握并能夠解決一些簡單的工程實際問題。在土力學(xué)課程教學(xué)過程中，將學(xué)生帶至實際工程現(xiàn)場，讓專業(yè)技術(shù)人員為其講解，這種現(xiàn)場講解宜分開進行，即穿插在理論教學(xué)過程中，這樣可使學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)中的難點和困惑在校外課堂的講解中得以消化，做到學(xué)以致用，融會貫通。

五、土力學(xué)課程校外課堂的設(shè)置原則

土力學(xué)課程校外課堂要求學(xué)校選擇合適的施工場地，教師帶領(lǐng)學(xué)生前去觀摩學(xué)習(xí)。施工場地的選擇上，一般應(yīng)把握以下三個原則：

1.規(guī)模化原則

作為土力學(xué)課程校外課堂的施工場地的選擇必須具備一定的工程規(guī)模，應(yīng)聯(lián)系一些較大的施工企業(yè)。規(guī)模大的施工企業(yè)資質(zhì)較高，可以承接大型工程，并擁有完備的施工機械設(shè)備，在工程施工現(xiàn)場可以進行各種與土力學(xué)課程相關(guān)的原位試驗測試，學(xué)生可以第一時間在工程現(xiàn)場（校外課堂）檢驗、理解并深化運用所學(xué)知識。

2.專業(yè)性原則

土力學(xué)是一門實踐性非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課，選擇校外課堂，還應(yīng)注意施工企業(yè)的專業(yè)性，應(yīng)該著重選擇一些地基基礎(chǔ)施工占優(yōu)勢的施工企業(yè)。這些施工企業(yè)的具體施工項目與土力學(xué)課程課堂教學(xué)內(nèi)容直接相關(guān)；大多數(shù)工程技術(shù)人員都從事土力學(xué)地基基礎(chǔ)等相關(guān)專業(yè)工作，且相當(dāng)一部分技術(shù)人員具備高級工程師或副研究員等職稱。這些工程技術(shù)人員長期在施工現(xiàn)場摸爬滾打，有著很強的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，他們作為土力學(xué)課程校外課堂的兼職指導(dǎo)教師，可以以一種非常直觀且通俗易懂的方式去講解一些晦澀難懂的概念及理論，使學(xué)生不僅掌握了課堂所學(xué)的理論知識，而且也開闊了眼界，見到了課本中以文字描述但沒有親眼見過的現(xiàn)場地基基礎(chǔ)的施工機械，做到活學(xué)活用。

3.就近性原則

土力學(xué)課程校外課堂的選擇還要滿足就近性這一原則。就近性即是指作為土力學(xué)課程校外課堂的地基基礎(chǔ)工程施工現(xiàn)場距離不宜離大學(xué)校園太遠(yuǎn)。首先，施工場地不遠(yuǎn)，學(xué)生可在較短的時間內(nèi)從大學(xué)校園到達(dá)施工現(xiàn)場，節(jié)約大量的時間成本。其次，施工場地距離大學(xué)校園較近，安全有保障，一旦出現(xiàn)安全問題，學(xué)?？梢匝杆俳槿胩幚?，省去了很多中間環(huán)節(jié)，安全成本低。最后，由于不同地域的土體性質(zhì)有很強的不均勻性與各向異性，兩點距離大，土體的各項物理力學(xué)變形性質(zhì)亦會有很大的不同。為了降低這一不利影響，施工場地距離大學(xué)校園較近可以最大限度地保證校內(nèi)課堂上講解的土的性質(zhì)與現(xiàn)場見到的土的性質(zhì)的一致性，保證教學(xué)質(zhì)量，并減少學(xué)生的疑問。

六、土力學(xué)校外課堂的發(fā)展前景

設(shè)置土力學(xué)課程校外課堂，將學(xué)生帶出校園，走進施工現(xiàn)場，通過現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員的“零距離”講解，現(xiàn)場觀看施工機械的運行操作，加深了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，做到了理論與實踐相結(jié)合，提高了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣。對于土力學(xué)校外課堂的發(fā)展前景，筆者認(rèn)為可以在以下兩個方面產(chǎn)生較為明顯的效果：

1.教學(xué)質(zhì)量方面

土力學(xué)課程校外課堂的設(shè)置使學(xué)生暫時脫離較為枯燥的校內(nèi)理論教學(xué)環(huán)境，身臨其境的處于實際工程操作現(xiàn)場。通過作為土力學(xué)課程校外課堂兼職指導(dǎo)教師的現(xiàn)場工程技術(shù)人員的講解，學(xué)生對于校內(nèi)課堂所學(xué)知識更加理解，充分做到理論與實踐相結(jié)合。通過觀察工程現(xiàn)場地基基礎(chǔ)原位土力學(xué)試驗測試結(jié)果，對比校內(nèi)土工試驗室測試結(jié)果，使學(xué)生對土力學(xué)這門課程實踐性強的特點更加認(rèn)同。工程現(xiàn)場校外課堂的參觀教學(xué)，也可以使學(xué)生激發(fā)靈感、拓寬思路，將現(xiàn)場的所見所學(xué)用于相關(guān)科技競賽活動的申請，理論與實際的結(jié)合，可以提高科技競賽活動申請的成功率。綜上，設(shè)置土力學(xué)校外課堂可以在未來顯著提高土力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

2.反哺科研就業(yè)方面

學(xué)生在土力學(xué)校外課堂的工程場地學(xué)習(xí)過程中，除了將校內(nèi)所學(xué)的理論與實際工程結(jié)合外，還可以零距離與現(xiàn)場工程技術(shù)人員探討交流，并有申請假期在施工單位實習(xí)的機會，學(xué)生在本科畢業(yè)之前可以提前介入未來的工作，既鞏固了所學(xué)的專業(yè)理論知識，又拓展了人際交往能力，通過良好的表現(xiàn)，增加了畢業(yè)后留在該單位工作的機會，間接提高了學(xué)生的就業(yè)率。

七、結(jié)語

校外課堂“零距離”的觀摩教學(xué)，給學(xué)生一次很好的學(xué)習(xí)機會，使其既鞏固了校內(nèi)課堂所學(xué)，又增強了課堂的專業(yè)性，開拓了學(xué)生的專業(yè)視野。一線施工現(xiàn)場工程技術(shù)人員作為校外課堂兼職指導(dǎo)教師親自為學(xué)生“授課”，為學(xué)生學(xué)好理論在將來工作中解決可能遇到的工程技術(shù)問題打下了堅實的基礎(chǔ)。校內(nèi)專業(yè)課教師可以在校外課堂上與現(xiàn)場工程技術(shù)人員探討交流，提高自身的科研水平。土力學(xué)校外課堂的設(shè)置，加深了學(xué)校與施工企業(yè)的合作關(guān)系，對學(xué)生未來的就業(yè)有顯著的促進作用。